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出版者:江苏科技

作者:陈雁

出品人:

页数:548

译者:

出版时间:2007-10

价格:40.00元

装帧:

isbn号码:9787534552816

丛书系列:

图书标签:

• 服装生产
• 服装设备
• 缝纫设备
• 裁剪设备
• 整烫设备
• 服装制造
• 工业设备
• 生产技术
• 服装工程
• 纺织机械

精密机械与自动化控制系统应用指南 第一章：现代工业制造中的机械基础 本章将深入探讨现代工业制造领域所依赖的核心机械原理与结构。内容涵盖了从基础的机械传动系统（如齿轮、皮带、链条的选型与维护）到复杂的运动控制机构（如凸轮机构、连杆机构）的设计考量。重点分析了高精度轴承、导轨系统的摩擦学特性、润滑技术在延长设备寿命中的关键作用，以及如何通过有限元分析（FEA）优化关键受力部件的结构强度。 1.1 机械动力学与振动分析 详细阐述了旋转部件与往复运动部件的动力学特性。讲解了如何利用傅里叶分析法诊断设备运行中的周期性振动源，并提供了主动和被动隔振技术的实用案例。内容包括共振频率的计算、阻尼材料的选择标准，以及在高速运转设备中保持动态平衡的精密校准流程。 1.2 材料科学在设备制造中的应用 探讨了针对不同载荷、温度和腐蚀环境的工程材料选择。涉及高强度合金钢（如马氏体不锈钢）、耐磨损陶瓷材料（如氮化硅）以及先进的复合材料在关键传动部件中的应用。特别关注了表面工程技术，如渗碳、氮化和PVD涂层，以提升部件的表面硬度与抗疲劳性能。 第二章：工业自动化与可编程逻辑控制器（PLC） 本章聚焦于构建可靠、高效的自动化控制系统的核心技术——可编程逻辑控制器（PLC）。内容从基础的I/O点配置开始，逐步深入到复杂的控制算法实现。 2.1 PLC硬件选型与网络通信 详述了不同系列PLC（如西门子S7系列、罗克韦尔ControlLogix）的架构差异、模块扩展能力与冗余设计。深入讲解了工业现场总线技术，包括EtherNet/IP、PROFINET IO和PROFIBUS DP的应用场景、网络拓扑结构设计与故障排查方法。强调了时间同步与数据一致性在分布式控制中的重要性。 2.2 经典控制理论在过程控制中的应用 系统阐述了PID控制器的原理及其在温度、压力、流量等连续变量控制中的精确调谐技术。内容包含齐格勒-尼科尔斯法、增量法等多种整定方法，并针对大延迟系统和强耦合系统提出了先进的控制策略，如串级控制与前馈补偿控制的设计与实现。 2.3 梯形图、指令表与结构化文本编程 提供了一套系统的PLC编程实践指南。除了标准的梯形图逻辑构建外，重点教授如何利用结构化文本（ST）实现复杂的数学运算和数据处理，以及如何编写高效、易于维护的功能块（Function Block）以模块化管理复杂的设备逻辑。 第三章：伺服驱动与高精度运动控制 本章是关于实现设备高速、高精度位置、速度和扭矩控制的技术核心。 3.1 伺服系统原理与选型 深入解析了永磁同步电机（PMSM）的工作原理，包括磁场定向控制（FOC）算法的基础。指导读者如何根据负载惯量、期望的动态响应时间、过载能力和最高转速来正确匹配伺服驱动器与电机。 3.2 运动控制器（Motion Controller）的集成 讲解了专用运动控制器（独立或嵌入式）在多轴联动、电子凸轮、螺旋插补等复杂路径规划中的应用。内容包括坐标系的建立与转换（笛卡尔坐标系到关节坐标系），以及如何通过G代码或专有指令集实现平滑、连续的轨迹生成。 3.3 编码器与反馈系统的高级应用 详细介绍了绝对式编码器（单圈与多圈）的原理、接线规范及数据传输协议（如BiSS, EnDat）。重点讨论了如何利用高分辨率编码器的反馈数据，通过数字滤波器抑制高频噪声，从而提高控制回路的精度和稳定性。 第四章：人机界面（HMI）与数据采集系统（SCADA） 本章关注如何实现设备运行的实时监控、操作交互以及数据管理。 4.1 HMI设计与操作逻辑 探讨了高效HMI界面的设计原则，包括信息密度、颜色编码标准和报警分级管理。内容涉及触摸屏技术选型、历史数据趋势图的动态刷新机制，以及用户权限的分层管理。 4.2 SCADA系统架构与数据历史记录 介绍了分层式SCADA架构（从现场层到控制层再到管理层）。重点讲解了OPC UA等工业通信标准在跨平台数据交换中的作用，以及如何设计高效的数据库结构（如时间序列数据库）来存储海量的设备运行参数，并确保数据的可追溯性。 4.3 故障诊断与预测性维护接口 教授如何将PLC或运动控制器中的关键诊断变量（如电流纹波、电机温度、伺服报警代码）实时映射到HMI界面。并提供了基于设备健康指标（如振动特征值）构建简单故障预警模型的初步方法论。 第五章：设备的安全集成与电气规范 本章内容侧重于确保自动化系统的操作安全性和符合国际标准。 5.1 功能安全（Functional Safety）系统 全面介绍IEC 61508和IEC 62061标准。重点阐述了安全PLC（Safety PLC）与安全模块（如安全继电器）的配置，以及如何计算和验证达到特定安全完整性等级（SIL）或性能等级（PL）所需的硬件冗余和诊断覆盖率。内容包括安全光幕、急停按钮和安全门开关的逻辑设计与验证测试。 5.2 电气设计与电磁兼容性（EMC） 指导读者进行符合标准的电气柜布局设计，包括屏蔽层隔离、接地系统（单点接地原则）的设计与实施。详细分析了高频开关电源和变频器对周围信号线产生的电磁干扰，并提供了滤波、屏蔽和布线实践指南以确保系统EMC的合规性。 5.3 工业网络的安全防护 在工业4.0背景下，本节讨论了对控制网络进行基础网络安全加固的方法，包括端口隔离、访问控制列表（ACL）的应用，以及如何防止未经授权的固件修改或逻辑篡改。

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